Биографии Характеристики Анализ

Ферофлуид. Направи си сам ферофлуид с касета за лазерен принтер Как да си направим течен магнит у дома

На човек, който е далеч от научните открития, който се сбогува с физиката или химията в училище, много неща изглеждат необичайни. Използвайки в ежедневието, например, електрически уреди, ние не мислим как точно работят, като приемаме предимствата на цивилизацията за даденост. Но когато става дума за нещо, което надхвърля всекидневното възприятие, дори възрастните се удивляват, като децата, и започват да вярват в чудеса.

Как, освен магия, може да се обясни феноменът на появата на триизмерни фигури, цветя и пирамиди, магически картини, които се сменят една друга от привидно обикновена течност? Но това не е магия, науката дава обосновка за случващото се.

Какво е ферофлуид?

Говорим за ферофлуид - колоидна система, състояща се от вода или друг органичен разтворител, съдържащ най-малките частици магнетит, и всеки материал, който съдържа желязо. Размерите им са толкова малки, че дори е трудно да си представим: те са десет пъти по-тънки от човешка коса! Такива микроскопични индикатори на размера им позволяват да бъдат равномерно разпределени в разтворителя с помощта на термично движение.

За момента, докато няма външно влияние, течността е спокойна, наподобяваща огледало. Но трябва само да донесете насочено магнитно поле към това „огледало“ и то оживява, показвайки на зрителя невероятни триизмерни картини: магически цветя цъфтят, движещи се фигури растат на повърхността, променящи се под въздействието на полето.

В зависимост от силата и посоката на магнитното поле, картините се сменят пред очите ни – от леки, едва забележими вълнички, които се появяват по повърхността на течността, през игли и върхове, които променят остротата и наклона и прерастват в цветя и дървета.

Способността да създавате цветни картини с помощта на осветление, наистина омагьосвайки наблюдателя, разкрива непознат свят пред него.

За съжаление, металните частици, въпреки че се наричат ​​феромагнитни, не са феромагнитни в пълния смисъл, тъй като не могат да запазят получената форма след изчезването на магнитното поле. Тъй като те нямат собствено намагнитване. В тази връзка използването на това откритие, което, между другото, не е съвсем ново - направено е от американеца Розенцвайг още в средата на миналия век, не намери широко приложение.

Как се прави и къде се използва ферофлуид?

Ферофлуидите се използват в електрониката, в автомобилната индустрия и бих искал да вярвам, че широкото им използване не е далеч, а с развитието на нанотехнологиите те ще бъдат широко използвани. Междувременно това е най-вече забавление за възхитената публика, разглезена от различни зрелища.

Триизмерните снимки те карат да ги следваш със затаен дъх, да се съмняваш дали това е монтаж и да търсиш обяснение на случващото се поне в интернет. Кой знае, може би едно малко момче, което днес наблюдава металните „живи“ цветове и фигури с отворена уста, утре ще намери принципно ново приложение на това явление, което ще направи революция в науката и технологиите. Но това е утре, но засега - гледайте и се наслаждавайте!

Ферофлуид, той е магнитна течност- изключително мистериозна и любопитна измишльотина. За първи път го видях преди около десет години в Парижкия музей на науката и технологиите, където един от експонатите беше плътно затворен стъклен съд с маслена черна течност вътре. Наблизо лежеше чифт магнити. Когато ги отглеждат в съд, течността реагира, като се издига като таралеж и образува картина на доста заплашителен вид шипове, повтарящи формата на магнит. Имаше и кратко описание какво представлява и с какво се яде. Тогава научих това име - ферофлуид. Разбира се, той страстно желаеше, но тогава нямаше абсолютно никакви идеи откъде да го вземем, нямаше възможности за това. И сега, десет години по-късно...

Ферофлуидът всъщност е суспензия от наночастици от феромагнетик (обикновено магнетит), с размери около 10 nm (рядко по-големи), смесени в повърхностно активно вещество (органичен разтворител като олеинова киселина или вода), което образува един вид филм около наночастиците, като не им позволява да се плъзгат. Под въздействието на магнитно поле частиците се подреждат по неговите линии, образувайки тези характерни игли. По принцип едва ли ще мога да опиша свойствата на ферофлуид по-добре, отколкото в Wiki, затова изпращам тези, които искат да знаят повече теория там.

Намерих ценния буркан, който търсех в Ebee, както и много други неща. Цената не беше много окуражаваща, но на практика нямаше алтернативи (между другото, на supermagnete.de е четири пъти по-скъпо), така че трябваше да го поръчам. И сега, месец по-късно, най-накрая имам бурканче. 8 унции от тази странна черна глупост.
Първото нещо, което беше открито, беше, че тя е много мръсна. Ако капка ферофлуид попадне върху светли дрехи, това петно ​​няма да бъде премахнато с НИЩО. И е много, много желателно да носите ръкавици, когато работите с него. Второ, тя пръска диво. На най-непредвидимите места бяха открити капки. И третото - поради комбинацията от първите две свойства на този буркан, той ще издържи много кратко време 🙁

Всъщност, както се оказа след няколко експеримента, за да се получат наистина интересни модели на разпределение на частиците, е необходимо да имате мощни електромагнити и фигури със сложна форма на ръба (като бормашини, зъбни колела и т.н.) и в добра начинът, по който електромагнитът трябва да бъде навит точно на този обект. Забавленията с постоянни магнити са любопитни, но, първо, моите магнити са доста слаби за получаване на големи снимки и, второ, това е забавление за около пет минути, тъй като поведението на течността се оказва доста монотонно.

Въпреки това досега успяхме да измислим повече или по-малко колоритен вариант за използване на постоянни магнити с ферофлуид: трябва да донесете магнита не отдолу, а отгоре (разбира се, през слой от стъкло или пластмаса), и след това можете да наблюдавате как колона расте от центъра на купата с ферофлуид и стъклото под магнита започва да изпъква с игли от течаща течност. В допълнение, гравитационната сила, издърпваща течността надолу, значително увеличава дължината на иглите.

Ferrofluid е изключително труден за снимане с високо качество. Поради много рязкото си лъскаво отражение на светлината и пълната чернота във всеки поне донякъде забележимо дебел слой (между другото, той е кафяв на много тънък слой), се оказва трудно да се снимат границите на шиповете. Но в крайна сметка разбрах какво да направя: снимам със скорост на затвора от пет секунди и през това време размахвам фенерче, осветявайки таралежа от полепналата ферофлуид от различни страни.

Между другото, можете да опитате да направите ферофлуид със собствените си ръце. Тъй като все още не съм го пробвал, няма да навлизам в подробности, но като стигна, със сигурност ще напиша какво и как. Основната трудност се крие в необходимостта от центрофугиране на суспензията, но можете да опитате да се справите с импровизирани средства, тъй като все още няма центрофуга.

Искам специално да спомена скулптури от ферофлуид.Това е, към което ще се стремя и какво искам да получа от него в крайна сметка. Много омайна гледка, особено левитиращи.

Терминът "ферофлуид" обикновено се отнася до течност, която се привлича от магнит, тоест реагира на магнитно поле. Освен това в силни магнитни полета тази течност може да загуби своята течливост, като стане като твърдо тяло. Мнозина са чували за такива вещества, но повечето смятат тези вещества за екзотични и скъпи високотехнологични продукти, достъпни само за избрани късметлии. Това е вярно, но само отчасти. Понякога по-нискокачествен, но повече от достъпен продукт, направен за няколко минути буквално от боклук, е напълно достатъчен.

"Професионални" магнитни течности

"Професионалната" магнитна течност обикновено е колоиден разтвор на най-малките частици от магнитен материал, тоест суспензия на твърди частици в течност, която е стабилна и не се утаява с течение на времето. Най-често магнетитът (Fe 3 O 4) се използва като магнитен материал, а размерът на частиците му обикновено е от 2 до 30 нанометра (въпреки това се споменават и по-големи частици - до 10 микрометра). За предотвратяване на залепване и утаяване на магнитни частици се използват различни видове повърхностно активни вещества (повърхностно активни вещества) в зависимост от вида на основната течност, която формира основата на колоиден разтвор. От своя страна изборът на базовата течност се определя от предназначението на крайния продукт и желания набор от неговите свойства (вискозитет, плътност, топлоустойчивост, топлопроводимост и др.). В допълнение към водата, най-популярните базови течности за технически приложения са керосин и течни индустриални масла, за биомедицински приложения - различни видове органични течности.

Поради магнетитните частици, железните течности обикновено са непрозрачни, плътни черни вещества. За да се намали вискозитета, концентрацията на магнетит може да се намали, но това, разбира се, също намалява магнитните свойства на течността. Използването на други магнитни пълнители вместо магнетит може да даде на течността цвят, различен от черен (обикновено различни нюанси на жълто-кафяво), но нито една от тези течности не може да се похвали с кристална прозрачност.

Сложността на получаването на "истински" магнитни течности е впечатляваща - например, за механично смилане на частици до желания размер, експериментаторите се нуждаеха от 1000 часа работа на топкова мелница (1,5 месеца без прекъсване!). Други методи също са доста екзотични, например смилането на частици чрез метода на електрокондензация се основава на създаването на волтова дъга в течност между потопени в нея електроди, пролуката между които се запълва с материала, който ще се смила. Има и чисто химични методи, но дори и там те не могат без многократно центрофугиране на реакционните продукти. Но резултатът си заслужава: получените по този начин течности могат да запазят свойствата си в продължение на много години.

Най-простият химичен метод е описан тук: http://nauka.relis.ru/34/0211/34211036.htm. Подробно разглеждане на проблема от строги научни позиции можете да намерите на този сайт: http://magneticliquid.narod.ru/authority/008.htm.

Направи си сам магнитна течност

Производство на магнитна течност с химически средства

За да направите това, трябва да имате следното оборудване и химически стъклени съдове.

  1. Аптечни везни с набор от тежести.
  2. Две колби (с кръгло или плоско дъно).
  3. Чаша.
  4. Филтърна хартия и фуния.
  5. Достатъчно силен магнит, за предпочитане пръстен (от високоговорителя).
  6. Малка (лабораторна) електрическа печка.
  7. Порцеланово стъкло за 150–200 мл.
  8. Термометър с обхват на измерване на температура до 100°С.
  9. индикаторна хартия.
  10. За да получите по-добър ферофлуид, ще ви е необходима малка настолна центрофуга (4000 rpm). Въпреки това, при умерени изисквания към крайния продукт, можете да направите без центрофугиране или да опитате да замените центрофугирането с продължително утаяване.

Освен това са необходими следните реактиви.

  1. Соли на дву- и тривалентно желязо (хлор FeCl 2, FeCl 3 или сулфат FeSO 4, Fe 2 (SO 4) 3).
  2. Амонячна вода 25% концентрация (амоняк).
  3. Натриева сол на олеинова киселина (олеинов сапун) като повърхностно активно вещество. Можете да опитате да замените олеиновата киселина с почистващи препарати с ниска пяна.
  4. Дестилирана вода. Вместо дестилирана вода, можете да използвате вода, която е пречистена чрез система за обратна осмоза (включително битова вода, но при условие, че тази система няма „подобряващ“ патрон, който обогатява вече пречистената вода със соли и микроелементи). Пречистената питейна вода в бутилки от магазина няма да работи - обикновено се „подобрява“ с различни микродобавки; по същите причини естествените изворни и артезиански води не са подходящи.

Ето обобщение на тази техника. Цифрите са дадени за 10 грама твърда магнитна фаза (магнетит) във ферофлуида.

Кафеникаво-оранжевият разтвор незабавно ще се превърне в черна суспензия. Добавете малко дестилирана вода и поставете колбата с получената смес върху постоянен магнит за половин час.

Преди да продължите с производството, съветвам ви да разгледате страницата http://wsyachina.narod.ru/technology/magnetic_liquid.html, там е описана същата техника и накрая авторът на страницата споделя своя опит. По-специално, той използва най-често срещаната "Fairy" (течност за миене на съдове) като повърхностно активно вещество. Основното нещо е да обърнете специално внимание на препоръките за безопасност и да полагате необходимите грижи!

Производство на магнитна течност механично

Междувременно почти всеки може да направи течност, която е доста приемлива за някои приложения и реагира на магнитно поле - без никакви реагенти и само за няколко минути. Още веднъж подчертавам – само за някоиприложения, а качеството му е значително по-лошо от полученото по химичен път. По-специално, консистенцията на продукта се оказва такава, че по-скоро може да се нарече не „течност“, а „суспензия“. Освен това времето за отлагане на магнитните частици е доста кратко - обикновено от няколко секунди до няколко минути. Но никаква химия и екзотични технологии - само пресяване и смесване. Между другото, когато хората за първи път се интересуват от магнитни течности в средата на 20-ти век, първите им проби са получени точно по този начин.

За да направите такава "магнитна каша", просто трябва да съберете необходимото количество фини стоманени стърготини. Колкото по-фин, толкова по-добре, следователно най-подходящ е стоманения прах, останал след работата на „мелачката“ или шлифовъчния камък. Прахът се събира от магнит (не твърде силен - не толкова за предотвратяване на голямо остатъчно намагнитване, а за да не се придържат толкова интензивно железните стърготини към него и да носят по-малко немагнитен прах със себе си). След това, за да се филтрират мръсотията и големи фракции, събраното може да се пресее през кърпа (да речем, да се постави в платнена торбичка и да се разклати върху разстилания вестник; върху вестника отново се поставя магнит малко встрани, този път по-силният магнит е по-добър, който улавя стоманени прахови частици, които са се плъзнали през тъканта, а фината немагнитна мръсотия лети право надолу покрай магнита; големи частици мръсотия и големи стоманени стърготини не могат да преминат през тъканта и да останат вътре в торбичката). Колкото по-плътна е тъканта, толкова по-фин ще бъде пресят прах, но толкова по-дълго ще отнеме разклащането на торбата. За да механизирате процеса, можете да опитате да издухате прахови частици през тъканта на торбата с отработените газове на прахосмукачка, но това вече ще изисква подготовка на устройства за насочване, отклоняване и затихване на въздушния поток, който е излязъл от торба (да речем от празни пластмасови бутилки от питейна вода, за предпочитане с широко гърло и обем 5-8 литра). Ето защо си струва да се мисли за „механизираната“ версия само с достатъчно големи обеми от произведения „продукт“, измерен в литри, и за няколко грама магнитна течност, което е напълно достатъчно за повечето експерименти и много практически приложения, това е едва ли ще бъде оправдано. Разбира се, центрофугирането в течност ще осигури много по-добро разделяне на частиците, но плътна кърпа и прахосмукачка могат да бъдат намерени в почти всеки дом, но по някаква причина центрофугите от няколко хиляди оборота в минута не са толкова разпространени. Ако събраният прах е достатъчно чист и хомогенен, а изискванията за качеството на „магнитната каша“ са доста ниски, тогава пресяването може да се пропусне напълно.

Още веднъж подчертавам – стоманените частици трябва да са възможно най-малки. За да се получи фин стоманен прах, трябва да се използва финозърнест (притирващ) шлифовъчен диск. Като ориентир можем да предложим следното - при внимателно изследване с просто око е невъзможно да се определи формата на праховите частици, на бяла хартия те изглеждат като малки точки. Ако можете да определите формата и ориентацията на дървените стърготини, тогава такива дървени стърготини са твърде големи, те ще се утаят много бързо и ще бъдат почти неподвижни! Но такива големи дървени стърготини е удобно да се използват в суха форма за изследване на линиите на магнитното поле. Критерият трябва да се счита за размера, когато посоките „покрай“ и „напречно“ се различават в дървени стърготини с продълговата форма - при нормално зрение това обикновено съответства на размери от най-голямата страна от 0,05–0,1 mm или повече, т.е. такива дървени стърготини, поне един от размерите, е по-голям от 50 .. 100 микрометра.

Избраният стоманен прах се пълни с течност, която овлажнява добре метала. Това може да бъде обикновена вода - за предпочитане наситена с повърхностно активни вещества, т.е. сапун или друг детергент (тук пяната е вредна, така че трябва да е възможно най-малка!). Но за да се избегне бърза корозия на железни прахови частици, които могат просто да ги „изядат“ за няколко дни, е по-добре да използвате течно моторно масло за стомана. Домакинството е доста подходящо - това, което се използва за смазване на шевни машини. Като алтернатива можете да използвате спирачна течност, която запазва свойствата си в много широк температурен диапазон. Трябва обаче да се помни, че спирачната течност е много хигроскопична (въпреки че това не е толкова важно тук) и в отворен съд от нея се изпаряват летливи фракции, които в никакъв случай не са полезни за здравето - следователно е по-добре да работете с него в добре проветриво помещение или на открито.

Концентрацията на стоманен прах в течността трябва, от една страна, да не е твърде висока, така че течността да не стане твърде гъста и вискозна, а от друга страна, да не е твърде ниска, в противен случай движението на магнитните частици няма да може да увлече всеки забележим обем течност. Избира се емпирично чрез постепенно добавяне на дървени стърготини към течността, старателно разбъркване и проверка с магнит. По-добре е да оставите лек излишък от основната течност, отколкото да получите нейния дефицит, тъй като в последния случай подвижността на полученото вещество намалява много забележимо.

Подвижността на частиците на такава магнитна течност се определя от силата на навлажняване на метала с течността, която "изолира" металните частици една от друга и осигурява относително свободното им движение. Повърхностноактивните вещества (повърхностно активните вещества) овлажняват повърхността на праховите частици още по-добре, поради което се използват в „професионални“ формулировки. При силни магнитни полета силата на взаимното привличане на частиците може да надвиши силата на намокряне и тогава частиците ще започнат да контактуват директно помежду си и течността ще се „втвърди“, превръщайки се в нещо като мокър пясък. Специфичната стойност на критичната сила на магнитното поле зависи както от магнитните свойства на използвания метал, така и от силата на навлажняване на метала с основна течност или повърхностно активно вещество, както и от температурата на течността и размера на металните частици (по-големите „слепват“ по-бързо, тъй като имат по-малка специфична повърхност на единица маса; освен това големите дървени стърготини лесно се утаяват на дъното, докато особено малките прахови частици могат да се поддържат в суспензия чрез Брауновското движение на молекулите на основната течност). Когато магнитното поле се отстрани, подвижността на течността ще бъде възстановена, ако остатъчното намагнитване не е твърде голямо.

И накрая, трябва да се каже, че магнитната течност от железен прах е не само много гъста, но и има високи абразивни свойства, така че е проблематично да се изпомпва през всякакви тръби, но може лесно да повреди лагерите и работните повърхности на помпите изпомпването му (оптималният тип помпа е зъбна помпа, подобна на маслените помпи в автомобилните двигатели). Абразивното действие се намалява значително, ако луфтът между взаимно движещите се части надвишава размера на най-големите частици поне един и половина до два пъти. В тази ситуация чифт материали "твърд метал - издръжлива еластична пластмаса" са много устойчиви на износване. Пластмасата трябва да е точно еластична, като твърд каучук или флуоропласт, но не толкова твърда като текстолита или ебонита (и разбира се, да бъде химически устойчива на основната течност).

Въпреки това, в много случаи тези характеристики на "магнитната течност" не са фундаментални и много ефекти се проявяват в нея по същия начин, както в "реалните" магнитни течности. По-специално, магнит, притиснат към дъното, след като бъде освободен, успешно плува в центъра на течността дори много минути след завършване на отлагането на магнитни частици (въпреки това, в утаена течност това изкачване може да продължи няколко минути или дори часа). Ако същият магнит, напротив, бъде поставен върху повърхността, тогава той ще потъне, отново стремейки се към центъра на течността (по-точно към центъра на областта, заета от метални частици).

И последната забележка. Лекото разклащане или потупване по стената на съда значително увеличава подвижността на "кашата". Ако не ви се ръкувате, тогава всеки източник на слаба вибрация ще свърши работа - до високоговорител на субуфера, към който трябва да приложите мощен нискочестотен сигнал (въпреки че съквартирантите може да не го харесат много)! На такава импровизирана "вибрационна стойка" дори утаената и неактивна "каша" показва добра течливост. ♦

Ферофлуид - какво е това и как да си направите сами ферофлуид

На човек, който е далеч от научните открития, който се сбогува с физиката или химията в училище, много неща изглеждат необичайни. Използвайки в ежедневието, например, електрически уреди, ние не мислим как точно работят, като приемаме предимствата на цивилизацията за даденост. Но когато става дума за нещо, което надхвърля всекидневното възприятие, дори възрастните се удивляват, като децата, и започват да вярват в чудеса.

Как, освен магия, може да се обясни феноменът на появата на триизмерни фигури, цветя и пирамиди, магически картини, които се сменят една друга от привидно обикновена течност? Но това не е магия, науката дава обосновка за случващото се.

Говорим за ферофлуид - колоидна система, състояща се от вода или друг органичен разтворител, съдържащ най-малките частици магнетит, и всеки материал, който съдържа желязо. Размерите им са толкова малки, че дори е трудно да си представим: те са десет пъти по-тънки от човешка коса! Такива микроскопични индикатори на размера им позволяват да бъдат равномерно разпределени в разтворителя с помощта на термично движение.

За момента, докато няма външно влияние, течността е спокойна, наподобяваща огледало. Но трябва само да донесете насочено магнитно поле към това „огледало“ и то оживява, показвайки на зрителя невероятни триизмерни картини: магически цветя цъфтят, движещи се фигури растат на повърхността, променящи се под въздействието на полето.

В зависимост от силата и посоката на магнитното поле, картините се сменят пред очите ни – от леки, едва забележими вълнички, които се появяват по повърхността на течността, през игли и върхове, които променят остротата и наклона и прерастват в цветя и дървета.

Способността да създавате цветни картини с помощта на осветление, наистина омагьосвайки наблюдателя, разкрива непознат свят пред него.

За съжаление, металните частици, въпреки че се наричат ​​феромагнитни, не са феромагнитни в пълния смисъл, тъй като не могат да запазят получената форма след изчезването на магнитното поле. Тъй като те нямат собствено намагнитване. В тази връзка използването на това откритие, което, между другото, не е съвсем ново - направено е от американеца Розенцвайг още в средата на миналия век, не намери широко приложение.

Как се прави и къде се използва ферофлуид?

Ферофлуидите се използват в електрониката, в автомобилната индустрия и бих искал да вярвам, че широкото им използване не е далеч, а с развитието на нанотехнологиите те ще бъдат широко използвани. Междувременно това е най-вече забавление за възхитената публика, разглезена от различни зрелища.

Триизмерните снимки те карат да ги следваш със затаен дъх, да се съмняваш дали това е монтаж и да търсиш обяснение на случващото се поне в интернет. Кой знае, може би едно малко момче, което днес наблюдава металните „живи“ цветове и фигури с отворена уста, утре ще намери принципно ново приложение на това явление, което ще направи революция в науката и технологиите. Но това е утре, но засега - гледайте и се наслаждавайте!

Невероятно нещо, това е визуална физика, трябва да покажете такива експерименти в училище на учениците, като ги запознаете с науката чрез визуални експерименти, особено след като можете да направите такава течност у дома!

Това е сигурно, щяхме да имаме такъв учител-химик - не бих пропуснал нито един урок! Да, аз бих се записали за избираема и извънучилищна програма, само и само за да провеждам такива експерименти и експерименти!

Изглежда много хубаво, в средновековна Европа за това явно щяха да бъдат изгорени на клада, като еретик и магьосник!

Ферофлуидът е течност, която е силно поляризирана в присъствието на магнитно поле.

Експерименти с ферофлуид

Ферофлуидите се използват при производството на твърди дискове. Нанася се върху въртящите се оси на дисковете, като по този начин се предотвратява навлизането на отломки отвън.

VF се използва и в пищялки, за отстраняване на топлината от звуковата намотка и за потискане на резонанса.

VF намери приложение в аерокосмическата и отбранителната индустрия, медицината, оптиката, електрониката и машиностроенето и много други.

Как да си направим ферофлуид у дома

  • олио (слънчогледово, машинно или друго);
  • тонер за лазерен принтер (разработчикът трябва да присъства в състава).

Съставките трябва да се смесят, като се получи течност с плътност, наподобяваща заквасена сметана.

защо не използвате металния прах веднага?

Няма да мине. За да се постигне ефектът на "бодли", тялото трябва да е в течно състояние.

Sky, пробвахте ли го с фин прах или познайте?

в тонера има много смола, която ще трябва да се отдели някак си... общо взето тонерът не се търкаля!

Не е добре. просто обърка банята.

Клас! Можете да си представите течност, която се пръска под музиката!

магнитът трябва да бъде прикрепен към колоната на разстояние 10-20 см и да се включи силно

най-накрая се прецака! готина тема!

Направих го този клас)))))

Тонерът ми изобщо не реагира на магнити, какво има?

Явно имаш еднокомпонентен тонер (в него има една пластмаса). Трябва да закупите тонер, който съдържа проявител (метален прах)

трябва да опиташ

Добавете коментар Отмяна на отговора

Ферофлуидите са колоидни системи, състоящи се от нанометрови феромагнитни или феримагнитни частици, суспендирани в течност-носител, която обикновено е органичен разтворител или вода. За да се осигури стабилността на такава течност, феромагнитните частици се свързват с повърхностно активно вещество (повърхностно активно вещество), което образува защитна обвивка около частиците и предотвратява слепването им поради ван дер Ваалс или магнитни сили.

ферофлуиди:

Магнитните течности са колоидни разтвори - вещества, които имат свойствата на повече от едно състояние на материята. В този случай двете състояния са твърдият метал и течността, в която се съдържа. Тази способност за промяна на състоянието под въздействието на магнитно поле позволява използването на ферофлуиди като уплътнители, лубриканти и може също да отвори други приложения в бъдещи наноелектромеханични системи.

Първият начин за получаване на магнитна течност:

Почти всеки може да направи течност, която реагира на магнитно поле със собствените си ръце - без никакви реагенти и само за няколко минути . Разбира се, качеството му е значително по-лошо от полученото по химичен път. По-специално, консистенцията на продукта се оказва такава, че по-скоро може да се нарече не „течност“, а „суспензия“. Освен това времето за отлагане на магнитните частици е доста кратко - обикновено от няколко секунди до няколко минути. Но никаква химия и екзотични технологии, само пресяване и смесване. За да направите "магнитна каша", просто трябва да съберете необходимото количество малки стоманени стърготини . Колкото по-фин, толкова по-добре, следователно най-подходящ е стоманения прах, останал след работата на „мелачката“ или шлифовъчния камък.

Прахът се събира от магнит (не твърде силен - не толкова за предотвратяване на голямо остатъчно намагнитване, а за да не се придържат толкова интензивно железните стърготини към него и да носят по-малко немагнитен прах със себе си).

След това, за да се филтрират мръсотия и големи фракции, тя може да се събере през кърпа върху вестник. . Колкото по-плътна е тъканта, толкова по-фин ще бъде пресят прах, но толкова по-дълго ще отнеме разклащането на торбата.

Още веднъж подчертавам – стоманените частици трябва да са възможно най-малки. За да се получи фин стоманен прах, трябва да се използва финозърнест (притирващ) шлифовъчен диск. Като ориентир можем да предложим следното – при гледане с просто око е невъзможно да се определи формата на праховите частици, на бяла хартия те изглеждат като мънички точки. Ако формата на дървените стърготини е ясно различима (при нормално зрение това обикновено съответства на размери от 0,1-0,3 mm или повече), тогава такива дървени стърготини са твърде големи, те ще се утаят много бързо и ще бъдат практически неподвижни!


Фигура No1 - Железни стърготини и магнит

Избраният стоманен прах се пълни с течност, която овлажнява добре метала. Това може да бъде обикновена вода - за предпочитане наситена с повърхностно активни вещества, т.е. сапун или друг детергент (тук пяната е вредна, така че трябва да е възможно най-малка!).

Но! За да се избегне бърза корозия на частици железен прах, които могат просто да ги „изядат“ за няколко дни, е по-добре да използвате течно моторно масло за стомана. . Домакинството е доста подходящо - това, което се използва за смазване на шевни машини.

Концентрацията на стоманен прах в течността трябва, от една страна, да не е твърде висока, така че течността да не стане твърде гъста и вискозна, а от друга страна, да не е твърде ниска, в противен случай движението на магнитните частици няма да може да увлече всеки забележим обем течност. Избира се емпирично чрез постепенно добавяне на дървени стърготини към течността, старателно разбъркване и проверка с магнит. . По-добре е да се получи лек излишък от основната течност, отколкото нейния дефицит, тъй като в последния случай подвижността на полученото вещество намалява много забележимо.

Специфичната стойност на критичната сила на магнитното поле зависи както от магнитните свойства на използвания метал, така и от силата на намокряне на метала с основна течност или повърхностно активно вещество, както и от температурата на течността и размера на металните частици. Когато магнитното поле се отстрани, подвижността на течността ще бъде възстановена, ако остатъчното намагнитване не е твърде голямо.

Вторият начин как да направите магнитна течност:

Магнитната течност може да се направи още по-лесна. Има диелектрични магнитни тонери (DM тонери) за лазерни принтери. DM-тонерът е вещество, състоящо се от смола и магнетизиран железен оксид. В този случай повърхностноактивните вещества могат да се откажат.

За 50 ml магнитен тонер трябва да вземете 2 супени лъжици много чисто растително масло.

Смесете добре тонера с маслото, това е всичко - магнитната течност е готова.

P.S.: Опитах се ясно да покажа и опиша не трудни съвети. Надявам се, че поне нещо ще ви бъде полезно. Но това не е всичко, което е възможно да се измисли, така че продължете и проучете сайта

Изминаха 52 години, откакто служителят на НАСА Стив Папел изобрети ферофлуид. Той реши много специфичен проблем: как да принуди течността в резервоара за ракетно гориво да се приближи до отвора, от който помпата изпомпва горивото в горивната камера в условия на безтегловност. Тогава Papell излезе с нетривиално решение - да добави някакъв вид магнитно вещество към горивото, за да контролира движението на горивото в резервоара с помощта на външен магнит. Така се роди ферофлуидът.

Папел използва магнетит (Fe 3 O 4) като магнитно вещество, което раздробява (смила се в смес с олеинова киселина) в продължение на много дни по специална технология. Получава се стабилна колоидна суспензия, в която стабилно съществуват малки частици магнетит с размер 0,1-0,2 микрона. Олеиновата киселина в тази система играе ролята на повърхностен модификатор, който предотвратява слепването на магнетитните частици. Патент S. Papella US 3215572 A (Манитна течност с нисък вискозитет, получена чрез колоидна суспензия на магнитни частици) е отворена и може да бъде видяна в Интернет. Класическият състав на ферофлуида е 5% (обемни) магнитни частици, 10% модификатор на повърхността (олеинова, лимонена или полиакрилна киселина и др.). Останалото е органичен разтворител, включително течни масла.

Интересът към магнитните течности се възроди през последните години и днес те вече са намерили много приложения. Ако такава течност се приложи към неодимов магнит, тогава магнитът ще се плъзга по повърхността с минимално съпротивление, тоест триенето ще намалее рязко. На базата на феромагнитна течност в Съединените щати се произвеждат поглъщащи радар покрития за самолети. А създателите на известното Ferrari използват магнитореологична течност в окачването на автомобил: чрез манипулиране на магнит водачът може да направи окачването по-твърдо или по-меко по всяко време. И това са само няколко примера.

Магнитната течност е невероятен материал. Струва си да го поставите в магнитно поле, тъй като отделни магнитни частици се комбинират и подреждат по силовите линии, превръщайки се в напълно твърдо вещество. Днес в много развлекателни предавания се показват магически трикове с магнитна течност, която при контакт с магнит се превръща в безупречни по отношение на симетрия таралежи или кактуси. Разбира се, можете да си купите ферофлуид, но е много по-интересно да го направите сами.

Писахме за това как да получите самовтвърдяваща се магнитна течност, която ще ви позволи да изследвате структурите, образувани от магнитни частици под микроскоп (Химия и живот, 2015, № 11) А ето още една рецепта за домашно приготвена феромагнитна течност . Вземете 50 ml тонер за лазерен принтер. Този прах се състои от най-малко 40% магнетит, чийто размер на частиците е 10 нанометра или по-малко. Тонерът задължително съдържа и повърхностен модификатор, така че наночастиците да не се слепват. Към 50 ml тонер добавете 30 ml растително масло (две супени лъжици) и разбъркайте добре, като не пестите време за този процес. Ще получите черна хомогенна течност, подобна на заквасена сметана. Сега го изсипете в плосък стъклен съд със стени, така че дебелината на слоя да е поне един сантиметър. Донесете магнит под дъното на контейнера и на това място в течността веднага ще се появи твърд таралеж. Може да се мести с магнит. Ако поставите магнита на повърхността на течността или отстрани, течността буквално ще изскочи към магнита, така че бъдете внимателни. За да избегнете този проблем, можете да поставите магнитната течност в малка стъклена конична колба, като я напълните наполовина или малко по-малко. Наклонете колбата така, че по стената й да се образува слой течност, и дръжте магнита близо до стъклото.

Успехът зависи от силата на магнита (можете да закупите малък неодимов магнит в магазините) и качеството на тонера. В последния случай трябва да сте сигурни, че съдържа магнитен прах.